ในโลกจุลินทรีย์ของเซลล์ แสงทําหน้าที่เหมือนศิลปิน โดยใช้สีสันและเงาที่แตกต่างกัน เพื่อวาดภาพรายละเอียดที่สวยงามของชีวิตมีบทบาทที่ไม่สามารถแทนที่ได้ในงานวิจัยทางชีวแพทย์ ด้วยวิธีการส่องแสงและคุณสมบัติการถ่ายภาพที่โดดเด่นบทความนี ้ ค้นหาหลักการ เทคโนโลยี สําคัญ ข้อดี ข้อจํากัด และการใช้งานของกล้องจุลินทรีย์กว้าง เพื่อนําเสนอภาพที่ชัดเจนและครบวงจรให้กับผู้อ่าน
มิกรอสโกปีฟิลด์กว้าง เป็นเทคนิคมิกรอสโกปีออปติกส์พื้นฐาน ที่มีลักษณะด้วยการส่องแสงแบบเรียบร้อย ทั่ววงการมองเห็นทั้งหมด ทําให้สามารถสังเกตและถ่ายภาพตัวอย่างได้เมื่อเปรียบเทียบกับเทคนิคอื่นๆ เช่น มิกรอสโคปคอนโฟคัล, มิกรอสโกปีแวรฟิลด์แตกต่างกันอย่างสําคัญในการออกแบบเส้นทางทางแสง, หลักการการถ่ายภาพ, และวงกว้างของการใช้งาน. มันใช้แหล่งแสงประเพณีเช่นหลอดปล่อยก๊าซหรือ LED,ด้วยแสงที่ออกแบบเป็นรูปเดียวกันบนตัวอย่างผ่านเครื่องประปา. แสงที่ส่งหรือสะท้อนจากนั้นจะถูกเก็บโดยเลนส์เป้าหมายเพื่อสร้างภาพในกระจกตาหรือกล้อง
แหล่งแสงเป็นปัจจัยสําคัญในการสร้างภาพคุณภาพของกล้องจุลินทรีย์สนามกว้าง ระบบแรกมักจะพึ่งพาหลอดปล่อยก๊าซ, รวมถึงหลอดคีริคิวรี่และเซนอนเทคโนโลยี LED ได้ปรากฏขึ้นเป็นทางเลือกหลัก.
โคมไฟอาร์คเมอร์กีให้แสงความเข้มข้นสูงที่มีจุดสูงของสายสีในบริเวณ UV ใกล้ (313 nm, 334 nm, 365 nm, 405 nm, 436 nm) และบริเวณสีเขียว/เหลือง (546 nm, 579 nm)ขณะที่เหมาะสมสําหรับการตื่นเต้นสีหลากหลายหลอดแสง, การกระจายสายสีที่ไม่เท่าเทียมกัน, อายุการใช้งานที่จํากัด (200-300 ชั่วโมง) และความต้องการในการกําจัดสารพิษมีข้อเสีย
โคมไฟกเซนอน-อาร์ค ให้สเปคเตอร์ต่อเนื่องจาก UV ไปยังอินฟราเรดมากกว่า แม้จะมีความเข้มข้นของแสงที่เห็นได้น้อยกว่าโคมไฟปังแต่พวกเขามีข้อจํากัดคล้ายกัน เกี่ยวกับการผลิตความร้อนและการกําจัดสารอันตราย.
ไลด์ได้สร้างการปฏิวัติด้านกล้องจุลินทรีย์ขนาดใหญ่ ด้วยความยาวนานที่ไม่ธรรมดา (หลายหมื่นชั่วโมง) ระยะสเป็คตรัลที่กว้างขวาง (UV ถึง Near Infrared) ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงและความสามารถในการควบคุมที่แม่นยําหน่วย LED ที่ทันสมัยมีความเข้มข้นเท่ากับหลอดวงจรแบบดวงจรแบบดั้งเดิม โดยกําจัดระยะเวลาอุ่น / เย็นลงและต้องการการปรับขนาดเบื้องต้นเท่านั้นข้อดีเหล่านี้ทําให้ LEDs เป็นตัวเลือกหลักในการใช้ในกล้องจุลินทรีย์หลอดสว่าง.
ส่วนประกอบทางออปติกเหล่านี้ร่วมกันกําหนดคุณภาพภาพและความละเอียดของภาพขณะที่เครื่องปรับความหนาจะส่องแสงตัวอย่างอย่างเดียวกัน.
ปริมาตรสําคัญประกอบด้วยช่องเปิดจํานวน (NA, การควบคุมความละเอียดและความสว่าง), การขยาย, ระยะทางการทํางาน, และการแก้ไขความผิดพลาดประเภทของเลนส์มีหลายประเภท ตั้งแต่ achromats (แก้ไขสองสี) ถึง apochromats (แก้ไขสามสีหรือมากกว่า) และเป้าหมายแผน (แก้ไขความโค้งของสนาม).
วางตั้งอยู่ใต้ตัวอย่าง คอนเดนเซอร์มุ่งเน้นและกระจายแสงอย่างเท่าเทียมกัน ประเภททั่วไปประกอบด้วย คอนเดนเซอร์ Abbe สําหรับการสังเกตสนามสว่าง และคอนเดนเซอร์ความแตกต่างของเฟสสําหรับตัวอย่างโปร่งใส.NA ของเครื่องปรับความร้อนควรตรงกับของเป้าหมาย เพื่อให้มีผลงานที่ดีที่สุด
มิกรอสโกปีสนามกว้างรวมหลายรูปแบบการถ่ายภาพ แต่ละรูปแบบเพิ่มความแตกต่างผ่านหลักการทางออปติกที่แตกต่างกัน
เทคนิคที่เรียบง่ายที่สุด โดยที่แสงผ่านตรงผ่านตัวอย่างทําให้มันเหมาะสําหรับตัวอย่างที่มีสี แต่ไม่มีประสิทธิภาพสําหรับตัวอย่างโปร่งใส.
เปลี่ยนแปลงการเปลี่ยนแปลงระยะที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอัตราการหัก เป็นการเปลี่ยนแปลงขนาด
ใช้แสงขัดขวางเพื่อผลิตภาพเงาสามมิติ เหมาะสําหรับการสังเกตเซลล์และเนื้อเยื่อ
ใช้สารสีหลอดสว่างในการติดป้ายโครงสร้างเฉพาะเจาะจง แสงกระตุ้นผลักดันหลอดสว่างความยาวคลื่นที่ยาวนานกว่า โดยมีกรองแยกสัญญาณการปล่อยให้มีภาพที่มีความแตกต่างสูงการจัดตั้ง Epifluorescence (ใช้เป้าหมายสําหรับทั้งการส่องแสงและการเก็บแสง)ขณะที่การตั้งแหล่งแสงสว่างทางการส่งส่งพบการใช้งานที่เหมาะสมในการวิจัยฟันและการถ่ายภาพใน vivo
กล้องที่ใช้เครื่องชาร์จคูเปลด์ (CCD) มีความรู้สึกสูงและมีเสียงเสียงต่ํา แต่มีอัตราเฟรมจํากัดกล้อง คอมพลิเมนเตอร แซมคอนดักเตอร์ โมล-อ๊อกไซด์ (CMOS) ให้ความเร็วสูงขึ้น และใช้พลังงานน้อยลงกล้อง CMOS ระดับวิทยาศาสตร์ (sCMOS) รวมทั้งข้อดีสําหรับการใช้งานระดับสูง
เครื่องนี้ขยายภาพของเป้าหมายเพื่อการสังเกตเห็น โดยปกติจะให้การขยายขนาด 10 × หรือ 20 × เลขสนามกําหนดพื้นที่ที่มองเห็น
มิกรอสโคปีแวิดฟิลด์ ใช้ในสาขาทางการแพทย์ชีววิทยาที่หลากหลาย
การศึกษารูปร่างเซลล์ การกระจายออร์แกเนล และกระบวนการแบบไดนามิก เช่น การแบ่งและการตาย
พื้นที่โปรตีนและการวิเคราะห์การแสดงออกของพันธุกรรม
การศึกษารูปร่างเซลล์ประสาทและการติดตามกิจกรรมผ่านการถ่ายภาพแคลเซียม
การตรวจตัดเนื้อเยื่อและการตรวจพบทางสารภูมิคุ้มกัน
เพื่อเอาชนะข้อจํากัดของกล้องจุลินทรีย์ขนาดใหญ่ นักวิจัยพัฒนาทางเลือกที่ทันสมัย:
ใช้เลเซอร์สแกน และช่องเปิดปินฮอล เพื่อกําจัดแสงที่ไม่เน้น สร้างส่วนแสงความละเอียดสูง
การกระตุ้นอินฟราเรดทําให้สามารถเจาะเข้าไปในเนื้อเยื่อที่ลึกกว่า ด้วยการลดภาพพิษ
ก้าวข้ามขอบเขตการสับสน ผ่านเทคนิค เช่น STED, SIM และวิธีการจําแนกโมเลกุลเดียว
รูปภาพแหล่งกว้างมักต้องปรับปรุงด้วย:
วัดไดนามิกโมเลกุลโดยติดตามการฟื้นฟูแสงสว่างหลังการผิวขาว โดยมีเวอร์ชั่นที่มีความกว้างขวางที่ให้ภาพเร็วกว่าและมีสารพิษแสงต่ํากว่า FRAP confocal
เทคนิคอย่าง dSTORM และ GSDIM ทําให้การแก้ไขขนาดนาโนในระบบแว๊ดฟิลด์สามารถควบคุมภาวะการสลับฟลูโฟร
ในฐานะเทคนิคการตรวจจุลินทรีย์ทางแสงที่เป็นพื้นฐาน การตรวจจุลินทรีย์ทางสนามกว้างยังคงมีบทบาทสําคัญในการวิจัยวิทยาศาสตร์ชีวิต,ออฟติกส์ วิธีการถ่ายภาพ และการวิเคราะห์คอมพิวเตอร์ ทําให้มันมีความเกี่ยวข้องอย่างยั่งยืน ในการเปิดเผยความลึกลับทางชีววิทยา
